Сигнализатор температуры

(19) (1 1)4 С 01 К 5/ ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ 4 ф ь й:Ь ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ(71) Тбилисский научно-исследоватеский институт приборостроения исредств автоматизации(56) Авторское свидетельство СССРУ 1190206, кл. С 01 К 5/18, 1984.Заявка Великобритании У 2139351кл. С 01 К 1/02, опублик. 07.11.84 54) СИГНАЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к устройствам контроля температур. Цель изоб ретения - повышение надежности устрва н расширение его функциональных возможностей. Устр-во состоит из трубки 1 палочного термометра с резервуаром 2, по всей длине которого закреплена планка 4, которая является направляющей каретки 5, на которой закреплен задатчик 6. В полости, перпендикулярной оси палочного тер1366886 мометра, имеются три отверстия, в которых установлены светодиоды и фотодиод, подключенные к электрической схеме сигнализатора. Свечение светодиода схемы сигнализирует, что температура ниже уровня, заданного задатИзобретение относится к устройст-., вам контроля температур и может быть использовано для сигнализации об изменении температуры и ее попдержания на заданном уровне или заданных пределах . Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей сигнализатора температуры.На фиг,1 изображен.сигнализатортемпературы с одним задатчиком, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - принци 15пиальная электрическая схема сигнализатора температуры с усилителеми блоком питания; на фиг. 4 и 5 -оптическая схема сигнализатора температуры, на которой показан ходлучей света при двух положениях уровня термометрической жидкости.Сигнализатор температуры (фиг,1и 2) состоит из трубки 1 палочноготермометра с резервуаром 2. Палоч,ный термометр закреплен на шкале 3,на которой по всей ее длине сии.етрично оси палочного термометра закреплена планка 4. Планка 4 являетсянаправляющей для каретки 5, котораяустановлена на планке 4 и имеет возможность перемещения вдоль нее соскольжением. На каретке закреплен задатчик 6, который снабжен канавкой,ширина и высота которой равны другдругу и равны диаметру трубки 1, которая с. зазором размещается в указанной канавке,Задачик 6 снабжен стрелкой 7, которая служит указателем температуры.Каретка 5 снабжена винтом - фиксатором 8 с головкой, при ввинчиваниикоторого до упора с планкой 4 производится фиксация каретки 5, т.е. за/датчика 6 в нужной позиции. В плоскости, перпендикулярной к оси палоч 45 чиком 6. Потухший светодиод сигнализирует о том, что термометрическаяжидкость достигла указателя температуры задатчика 6, и что ключевойэлемент схемы выключен. 1 з.п. ф-лы,5 ил. ного термометра и проходящей через стрелку 7 указателя температуры в корпусе задатчика, имеется три отверстия.В первом отверстии, расположенном с одной стороны канавки, установлен светодиод 9, прилегающий рабочей поверхностью к трубке 1 палочного термометра.От оси светодиода 9 под углом вс =о90 сверху и в центре канавки распо. лагается второе отверстие 10, длиной с = 1,5 - 3 мм и диаметром с 1 = (1,3 - 2) с 1 в, где с 1 вн диаметр отверстия трубки 1. К второму отверстию 10 прилегает рабочей поверхностью фотодиод 11, располагающийся соосно второму отверстию 10 в третьем отверстии, Фотодиод 11 и светодиод 9 через гибкие проводники 12 подключены к электрической схеме сигнализатора (фиг.3).Фотодиод катодом подключен к базе транзистора 13 и одновременно через резистор 14 - к шине положительного напряжения блока питания, а через конденсатор 15 - к нулевой шине блока питания. Эмиттер транзистора 13 через резистор 16 подключен к базе транзистора 17 с общим эмиттером. Коллектор транзистора 17 подключен к Я - входу КЯ - триггера 18 и через инвертор 19 - к К - входу КБ - триггера 18 .Одновременноколлектор транзистора 17 через резистор 20 подключен к шине положительного напряжения и через конденсатор 21 - к нулевой шине блока питания, Прямой и инверсный выходы триггера 18 являются логическими выходами сигнализатора.Прямой и инверсный выход КЗ-триг-гера 18 через переключатель 22 подключен к базе транзистора 23 с общим коллектором, эмиттер которого черезрезистор 24 и светодиод 25 подключен к базе транзистора 26. Коллектор ,транзистора 26 является выходом предварительного ключевого усилителя для5 подключения входа мощного ключевого элемента 27, к выходу которого можно подключить отопительную или холодиль- ную систему (не приведена),Сигнализатор температуры можно питать как трансформаторным, так и бестрансформаторным источником 28 питания, как это показано на фиг, 3 К сети переменного тока подключены последовательно соединенные конденса торы 29 и 30 зашунтированные резисторами 31 и 32, и двухполупериодный диодный мост 33. К выходу моста 33 подключен стабилитрон 34 и конденсаторный фильтр 35, Катод стабилитро на является положительным полюсом источника питания - шиной положительного напряжения, а анод отрицательным полюсом - шиной нулевого потенциала. От укаэанных шин питается ло гическая микросхема высокоомным входом, на котором собран триггер 20 и инвертор 21.Светодиод 9 подключен к шинам источника 28 питания через токоогра- Зо ничивающий резистор 36 и закреплен в корпусе задатчика 6 винтом 37. Фотодиод 11 закреплен в корпусе задатчика 6 винтом 38.Сигнализатор температуры работает следующим образом.В первом состоянии сигнализатора температуры, когда термометрическая жидкость 39 в трубке 1 палочного термометра находится ниже стрелки 40 7 указателя температуры (фиг. 4), в трубке 1 палочного термометра образуется два ярко светящихся пятна. Первое пятно 40 располагается напротив светодиода 9 касательно поверх ности трубки 1. Второе пятно 41 располагается на одной половине площади отверстия трубки 1. От светящихся пятен 40 и 41 лучи света рассеиваются в разные стороны, но на фиг,4 указываются только те лучи, которые могут попасть на фотодиод 11. Как видно на фиг.4 диаметр отверстия 10 и его длина 1 выбраны такими, что лучи 42 от светящего пятна 40, не попадают на фотодиод 11, а лучи 43 от светящего пятна 41 Фактически перпендикулярно попадают через отверстие 10 на Фотодиод 11. При таком состоянии, когда луч 43 светящегося пятна 41 попадает на Фотодиод 11, последний проводит значительный ток и его сопротивление низкое.В другом состоянии сигнализатора, когда термометрическая жидкость 39 (фиг.5) независимо от ее прозрачности находится выше стрелки 7 указателя температуры, светящееся пятно 41 и, следовательно, луч 43 практически полностью исчезает, в результатечего в цепи фотодиода 11 ток значительно уменьшается, а его сопротивление становится высоким.Определение величин с 10, К и Ыподлежит расчету и проверяется экспементами,При указанном первом состояниисигнализатора температуры, когда термометрическая жидкость 39 находитсянижне уровня указателя температуры7, фотодиод 11 проводит значительныйток, его сопротивление низкое и положительное напряжение, поступающеечерез резистор 14 на базу транзистора 13, минимально, вследствие чеготранзистор 13 закрыт. Поэтому черезрезистор 16 и база-эмиттерный переход транзистора 17 ток не проходит,последний закрыт, на его коллекторевысокий уровень напряжения - логическая "1", которая подается на Б -вход КБ - триггера 18 н через инвертор 19 устанавливает триггер 18 внуль. В зависимости от поставленнойзадачи (включение отопительной системы или включение холодильной системы) переключатель 22 устанавливаютв первом случае в нижнее положение(как это показано на фиг.3) и соответственно в верхнее положение привтором случае.В данном случае логическая "1" синверсного выхода триггера 18 черезконтакт переключателя 22 открываеттранзистор 23, через резистор 24,светодиод 25 и база-эмиттерный переход выходного транзистора 26 проходит ток и последний открыт, светодиод 25 светится, а мощный ключевойэлемент 27 включен и подключает, например, вышеуказанную отопительнуюсистему. Свечение светодиода 25 сигнализирует, что температура нижеуровня заданного задатчиком 6.По мере нарастания температуры,когда термометрическая жидкость 39устанавливается вблизи уровня стрел 1366886формула изобретения 1. Сигнализатор температуры, содержащий резервуар и капиллярную трубку, заполненные термометрической жидкостью, шкальную пластину, задатчик температуры, выполненный в виде каретки со стрелочным указателем, размещенный на шкальной пластине с возможностью перемещения вдоль капиллярной трубки, которая установлена во внутренней канавке корпуса ка 50 ки 7 указателя температуры, ток Фото- диода 11 начинает уменьшаться, вобщей цепи делителя, резистора 14 и фотодиода 11 ток также начинает уменьшаться в связи с увеличением сопротивления Фотодиода 11. Вследствие этого на базе и, следовательно, на эмиттере транзистора 13 нарастает положительный потенциал, через резистор 16 и база-эмиттерный переход транзистора 17 проходит ток, в результате чего последний открывается, При открывании транзистора 17 на его коллекторе напряжение 15 начинает форсированно падать (в связи со значительным усилением) и при достижении определенного уровня, ближе к логическому "О", триггер 18 лавинно-мгновенно перебрасывается 20 в единичное состояние. При этом на инверсном выходе триггера 20 логический "О", транзистор 23 закрыт, через резистор 24 светодиод 25 и база-эмиттерный переход. транзистора 25 26 ток не проходит, вследствие чего последний закрыт и светодиод 25 не светится. Следовательно, потухший светодиод 25 сигнализирует о том, что термометрическая жидкость достиг 30 ла указателя температуры 7 задатчика 6 и ключевой элемент 27 выключен,В сигнализаторе температуры можно использовать практически любой палочный термометр с любой термометрической жидкостью независимо от ее светопрозрачности, при этом на одном палочном термометре можно разместить несколько задатчикор, устанавливаемых на нужные позиции (разные ;ем- а 0 пературы срабатывания). ретки с зазором, источник света и фотоприемник, размещенные на каретке в плоскости, перпендикулярной к оси капиллярной трубки, и оптически связанные через нее между собой, электрическую релейную схему, включенную на выходе Фотоприемника, блок питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, в корпусе каретки в плоскости, перпендикулярной к оси капиллярной трубки, выполнены три отверстия, причем в первом отверстии,ось которого проходит через центр канавки, совпадающий с осью капиллярной трубки, установлен источник света, в качестве которого использован светодиод, прилегающий своей рабочей поверхностью к капиллярной трубке, ось второго отверстия с диаметром й, = (1,5 - 2) й , где й - диаметр внутреннего отверстия капиллярной трубки, перпендикулярна к оси.первого отверстия и также проходит через центр канавки и ось капиллярной трубки, а в третьем отверстии, соосном с вторым отверстием, установлен Фотоприемник, в качестве которого использован Фотодиод, приемная поверхность которого обращена к второму отверстию.2. Сигнализатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что электрическая релейная схема содержит два транзистора,КБ, - триггер, инвертор, три резистора и два конденсатора, причем фотодиод сигнализатора подключен к базе первого транзистора и через первый резистор соединен с положительной шиной блока питания, а через . первый конденсатор с нулевой шиной, эмиттер первого транзистора через второй резистор подключен к базе второго транзистора с общим эмиттером, коллектор которого подключен к Б - входу КБ - триггера и через инверторк К - входу КБ - триггера, третий резистор включен между положительной шиной блока питания и коллектором второго транзистора, между эмиттером которого и его коллектором включен второй конденсатор.1366886 оставитель В.Голубевехред М. Ходанич Корректор И,Муска Редактор А.Реви Тираж 07 Заказ 6829/4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен113035, Москва, Ж, Ра Подписноекомитета СССРи открытийкая наб д,4/